5G 基站运行与维护 课件 2-1-5 5G物理层过程

《5G基站系统开局与维护》------5G物理层过程4G改变生活5G改变社会测一测目录01

02小区搜索随机接入

03旧知回顾旧知回顾：LTE小区搜索过程LTE小区搜索总体步骤UEeNB①②③④谁利用什么信道发送了什么内容给谁？⑤小组讨论：旧知回顾：LTE小区搜索过程LTE小区搜索总体步骤UEeNBP-SCH（PSS主同步信号实现5ms帧同步，并获取小区组内ID）S-SCH（SSS辅同步信号实现符10ms帧同步，并获取小区组ID）计算出PCI下行参考信号RS实现精确定时和频率同步PBCH（MIB，获取系统带宽、发射天线数等系统信息。）PDSCH（SIB，系统消息）PSS与SSS的位置频域结构小区搜索需要支持可扩展的系统带宽：1.4/3/5/10/20MHzSCH(P/S-SCH)占用的72子载波位于系统带宽中心位置FDD系统同步信号时域结构：同步信号只在每个10ms帧的第1个和第11个时隙中传送。主同步信号位于传送时隙的最后一个符号，次同步信号位于传送时隙的倒数第二个符号。PSS与SSS的位置PSS与SSS的位置PSS与SSS的位置旧知回顾：LTE小区搜索过程思考并讨论：与4G一样，5G系统也包含了PSS、SSS和PBCH，它们有什么不同？为什么会这样？与LTE不同，NR中SSB的时域位置和频域位置都不再固定，而是灵活可变的。频域上，SSB不再固定于频带中间；时域上，SSB发送的位置和数量都可能变化。所以，在NR中，仅通过解调PSS/SSS信号，是无法获得频域和时域资源的完全同步的，必须完成PBCH的解调，才能最终达到时频资源的同步。小区搜索小区搜索是UE获取与小区的时间和频率同步并检测该小区的小区ID的过程。NR小区搜索基于位于同步栅格上的PSS、SSS、PBCH-DMRS。UE调谐到特定频率（UE如何选择要调谐到的特定频率？）UE尝试检测PSS、SSS。如果UE在此步骤中失败，则重新确定调谐频率；一旦UE成功检测到PSS/SSS，UE尝试解码PBCH。一旦UE成功检测到PBCH，它将解码MIB

基于MIB.pdcch-ConfigSIB1，查找CORESET0（pdcch的CORESET/SIB1传输的DCI）的位置和搜索空间信息。此CORESET0查找是通过此处描述的预定义参数完成的。在搜索空间中盲解码DCI1_0。基于DCI1_0的内容。（注意：为了解释SIRNTI的DCI1_0，UE需要一些额外的表，如TimeDomainResourceAllocation，通常在RRC消息中配置（如SIB1、RRCConfiguration等）。但这一步是在解码任何RRC消息之前。这意味着UE应该从3GPP中的预定义表知道TimeDomainResourceAllocation。检测并解码携带SIB1的PDSCH。解码SIB1和其他sib（如果SIB1携带其他sib的信息）。小区搜索总体步骤SSB（4G和5G对比）SSB包含PSS、SSS和PBCHDMRSPBCH的数据DC上72个子载波FDD：PSS最后一个OFDM符号上（slot0和9），SSS倒数第二个符号上TDD：PSS周期的出现在子帧1、6的第三个OFDM符号上，SSS周期的出现在子帧0、5的最后一个符号上。与SCS有关只在前半个周期发送SSB资源分配时域上占用4个OFDM符号；频域上240个连续的子载波（20RB）为什么说5G的PCI模4的原因SSB传输模式SSB传输模式（caseB举例）SSB传输模式（caseC举例）BWP一个UE可以配置多达4个BWP；每个BWP应等于或大于SSB带宽，但它可以包含SSB，也可以不包含SSB。在给定的时间内只能有一个BWP处于活动状态UE不期望在活动BWP之外接收PDSCH、PDCCH、CSI-RS或TRS。每个DL-BWP包括至少一个具有UE特定搜索空间（USS）的CORESET。在主载波中，所配置的DL-bwp中的至少一个包括一个具有公共搜索空间（CSS）的核心集UE如何获取SSBSSB编号有两种方式通知UE，一种是PBCHDMRS解调；另一种是PBCH有效荷载。多个ssb以一定的间隔发送。每个SSB都可以通过一个称为SSB索引的唯一编号来识别每个SSB通过特定方向辐射的特定光束传输多个ue位于gNB周围的不同位置。UE测量其在特定周期（一个SSB集的周期）内检测到的每个SSB的信号强度。从测量结果来看，UE可以识别出信号强度最强的SSB指标。这种信号强度最强的SSB是UE1的最佳波束。（例如，Beam#1是最佳光束，对UE1来说）MIB/SIB与LTE最大的不同是，部分SIBs也是周期性广播，但有些SIBs只有UE请求才发送。5GNR小区搜索过程UEeNB解调PSS获取小区组内ID计算出PCI通过PCI确定PBCHDMRS的位置解调PBCH，获得MIB，实现同步PDSCH（SIB1，系统消息）解调SSS获取小区组ID通过PSS和SSS在时域上的位置得到符号的长度及SCS目录02

01小区搜索随机接入课前复习5G小区搜索总体步骤UEeNB①（）②（）③（）④（）⑤（）看图填空：在括号中填入对应的信号或信息。讨论：

在移动通信系统中，什么叫随机接入？什么情况下UE会发起随机接入呢？随机接入过程是指从用户发送随机接入前导码开始尝试接入网络到与网络间建立起基本的信令连接之前的过程。4G发起随机接入的原因

5G发起随机接入的原因

NR中，触发UE发起随机接入的事件类型和LTE类似，包括:•

UE在Idle状态下的初始接入•RRC连接重建立•RRC连接态时，上行失步状态下，下行数据到达•RRC连接态时，上行失步状态下上行数据到达或者无可用的SR资源时•切换到新小区•波束管理中，波束失败恢复过程，发起随机接入•从RRC

Inactive状态到RRC连接状态NR新增加随机接入的分类

（4G与5G相同）基于竞争的随机接入过程（1）4G的接入前导码按照Preamble序列长度，分为长序列和短序列两类前导长序列沿用LTE设计方案，共4种格式，不同格式下支持最大小区半径和典型场景如下：Format序列长度子载波间隔时域总长占用带宽最大小区半径典型场景08391.25kHz1.0ms1.08MHz14.5km低速&高速，常规半径18391.25kHz3.0ms1.08MHz100.1km超远覆盖28391.25kHz3.5ms1.08MHz21.9km弱覆盖38395.0kHz1.0ms4.32MHz14.5km超高速PRACH长序列5G的接入前导码短序列为NR新增格式，R15共9种格式，子载波间隔Sub6G支持{15,30}kHz，above6G支持{60,120}kHzFormat序列长度子载波间隔时域总长占用带宽最大小区半径典型场景A113915·2μ(μ=0/1/2/3)0.14/2μms2.16·2μMHz0.937/2μkmsmallcellA213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz2.109/2μkmNormalcellA313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz3.515/2μkmNormalcellB113915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz0.585/2μkmsmallcellB213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz1.054/2μkmNormalcellB313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz1.757/2μkmNormalcellB413915·2μ0.86/2μms2.16·2μMHz3.867/2μkmNormalcellC013915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz5.351/2μkmNormalCellC213915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz9.297/2μkmNormalCellPRACH短序列5G的接入前导码接入前导码的数量在LTE小区中一共有64个前导码集合，分为两大部分，一部分用于竞争性随机接入，另一部分是用于非竞争性随机接入。与5G相同用于竞争性随机接入的前导码又可分为GroupA和GroupB两组，GroupA和GroupB的主要区别在于MSG3中所传送的信息长度，信息长度由参数messageSizeGroupA表示。在GroupB存在的情况下，如果所要传输的信息的长度大于messageSizeGroupA，并且UE能够满足发射功率的条件，则UE就会选择GroupB中的。基于竞争的随机接入过程（1）4G与5G有何不同呢？基于竞争的随机接入过程（1）NR在进行SSB发射的时候，采用Beamforming技术，在不同的时间上发射不同方向的波束，这可以通过调整天线矩阵的相位系数实现。选择一个满足RSRP门限要求的SSB（SSB和PRACH对应），发起接入，如果都不满足RSRP门限，则选择任意一个SSB。基于竞争的随机接入过程（2）该响应包含的主要内容为：（1）RA-RNTI（2）该UE的时间提前量TA值（3）T-CRNTI:Temporary-CRNTIRA-RNTI：为UE映射RA-RNTI，RA-RNTI是由前导码按照既定的规则映射而来，而不是有基站分配的，因此UE不需要基站告知，也能够知道自己的RA-RNTI。CRNTI:Temporary-CRNTI

为终端分配随机接入过程中的临时无线网络标识，用于后续在UL-SCH信道中UE身份标识。基于竞争的随机接入过程（3）基于竞争的随机接入过程（4）C-RNTI(Cell-RadioNetworkTemporaryIdentifier)小区无线网络临时标识，是由基站分配给UE的动态标识。C-RNTI唯一标识了一个小区空口下的UE，且只有处于连接态下的UE，C-RNTI才有效。波束切换

LTE中，UE发送MSG1后，在随机接入响应窗口RA-ResponseWindow范围内没有收到RAR，UE需要重发MSG1，重发时，要进行功率攀升（Ramping）对于NR，重发MSG1时，UE要考虑是否需要重新选择SSB的波束。在满足RSRP门限内的SSB，可以更换SSB波束，也可以沿用上一次的波束。

如果所有